Aparato y procedimiento de filtración de fluido.

Un aparato de filtro de fluido, que comprende:

una carcasa (12) que define un extremo abierto;

un filtro (14, 16) dispuesto dentro de la carcasa (12); y

un aparato de placa base (20) fijado operativamente entre el extremo abierto (32) de la carcasa y el filtro, para posicionar el filtro dentro de la carcasa, que adapta el aparato de filtro para la fijación por rosca en una estructura de montaje de filtro, y que define una entrada de filtro del aparato de filtro, incluyendo el aparato de placa base:

una placa base (92) que tiene una pared anular imperforada (94) que define un borde superior (96) y un borde inferior (98) de la placa base, estando el borde superior de la placa base unido operativamente al extremo abierto de la carcasa de filtro;

caracterizado porque el aparato de placa base comprende;

un separador (75) que incluye una pared anular (108) que define unos extremos superior e inferior (110, 112) del separador, extendiéndose el separador entre el borde inferior (98) de la placa base (92) y el filtro (14),

definiendo la pared anular (108) del separador (75) una pluralidad de conductos de flujo de entrada (122) entre los extremos superior e inferior (110, 112) del separador, para proporcionar una comunicación fluida entre las superficies interior y exterior de la placa base (92) y el separador (75) y que, en combinación, definen una entrada de filtro;

estando configurados el extremo superior (110) del separador y el borde inferior (98) de la placa base para formar unas superficies coincidentes (114, 116) correspondientes, que evitan que el fluido fluya entre el borde inferior (98) de la placa base y el extremo superior (110) del separador, estando fijado el extremo inferior (112) del separador (75) a la placa extrema superior (70) del filtro (14), y definiendo una brida anular (118) que sobresale hacia una copa anular (72) de la placa extrema superior (70) para retener un sello de salida (24) dentro de la copa anular (72), formando la brida anular (118) un agujero (120) en el extremo inferior (112) del separador (75), para el paso a través del mismo de un tubo de salida (76) de un adaptador de montaje de filtro (78).

Aparato y procedimiento de filtración de fluido

La presente invención se refiere a un aparato y un procedimiento para filtrar impurezas de líquidos, tales como aceite lubricante, fluido hidráulico y similares. Más en particular, la invención se refiere al filtrado de impurezas utilizando un filtro enroscable adaptado para su enroscado en un adaptador de montaje de filtro de, por ejemplo, un sistema hidráulico o un sistema de lubricación.

Un filtro enroscable está diseñado para una vida útil especificada. Luego el filtro se desecha y se reemplaza con un nuevo filtro. Normalmente, más de un fabricante produce filtros que son intercambiables. Como artículo de tipo desechable o descartable, la decisión de adquirir una marca de filtro en vez de una marca diferente a menudo está basada sustancialmente en el precio del filtro, y en la frecuencia de reemplazo del mismo. Para los filtros que proporcionan aceite de lubricación a un motor que tendrá que arrancar a temperatura ambiente fría, también resulta importante seleccionar un filtro que tenga una baja resistencia al flujo durante las condiciones de arranque en frío, de tal modo que pueda suministrarse un flujo adecuado de lubricante filtrado mientras el motor alcanza la temperatura operativa.

Para proporcionar una elevada eficiencia de filtrado general del filtro, es práctica común incorporar dos elementos de filtrado separados dentro de una carcasa común del filtro enroscable. Normalmente, uno de estos filtros, conocido como filtro de flujo total, se utiliza para filtrar todo, o la mayor parte de, el fluido que pasa a través de la carcasa del filtro. El otro elemento de filtro, conocido en la industria como filtro en derivación, se utiliza para llevar a cabo la filtración adicional de una pequeña porción, normalmente el 10 por ciento aproximadamente, del fluido que pasa a través de la carcasa.

En anteriores filtros de este tipo, el filtro de flujo total generalmente incluye un medio de filtro de flujo total que tiene una eficiencia nominal para eliminar partículas de un tamaño dado del fluido que pasa a través del filtro de flujo total, y el filtro en derivación incluye un medio de filtro en derivación que tiene una mayor eficiencia nominal para eliminar partículas del tamaño dado. Dicho de otra forma, el medio de filtro en derivación es esencialmente más denso que el medio de filtro de flujo total, lo que permite retirar un porcentaje superior de partículas del tamaño dado de la porción más pequeña de fluido que pasa a través del filtro en derivación. Teóricamente, dado que el fluido circula continuamente a través del filtro de flujo total, en pasadas secuenciales a través de la carcasa de filtro, todo el fluido pasará a través del medio de mayor eficiencia del filtro en derivación para recibir filtración adicional.

Normalmente, los filtros anteriores de este tipo han incluido un tubo Venturi que se utiliza para reducir localmente la presión del fluido, en un punto estratégico dentro de la carcasa, para ayudar a arrastrar una pequeña porción (el 10 % aproximadamente) del fluido a través del filtro en derivación relativamente denso. La presión reducida se crea dirigiendo la mayor parte del fluido que fluye a través de la carcasa a través de la garganta del tubo Venturi, para acelerar de esta manera el fluido en el paso del tubo de Venturi. Esta aceleración del fluido hace que la presión de fluido disminuya en la garganta del tubo de Venturi, debido a principios de la dinámica de fluidos bien conocidos.

En un acercamiento anterior para proporcionar dicho filtro enroscable, los filtros de flujo total y en derivación están dispuestos en una relación de flujo paralela entre sí, acelerándose el flujo a través del filtro de flujo total en el tubo Venturi para disminuir la presión, de tal modo que una pequeña porción del flujo total a través de la carcasa de filtro se vea inducida a fluir a través del filtro en derivación relativamente denso, en vez de tomar la ruta de menor resistencia a través del filtro de flujo total. Luego, la pequeña porción de fluido que pasa a través del filtro en derivación se reúne con la mayor porción de fluido que se había dirigido a través de la garganta del tubo Venturi, y el flujo combinado regresa al sistema a través de la salida del filtro enroscable. Con esta disposición, la porción del fluido que recibe una superior eficiencia de filtración en el filtro en derivación circunvala el filtro de flujo total en esa pasada particular a través del filtro enroscable. Este acercamiento general se da a conocer en la patente Estadounidense número 5.906.736 de Bounnakhom, y otros.

En otro acercamiento anterior, el filtro en derivación está dispuesto dentro de la carcasa de filtro de tal modo que todo el fluido que pasa a través de la carcasa del filtro enroscable, en una pasada dada, sea filtrado primero por un filtro de flujo total. Luego se divide el fluido filtrado, dirigiéndose una mayor porción a través de la garganta de un tubo Venturi, que está dispuesto para arrastrar una pequeña porción del fluido filtrado por el filtro de flujo total, en esa pasada particular, a través de un elemento de filtro de flujo total de mayor eficiencia, para proporcionar así una segunda etapa de filtrado para la porción pequeña de fluido que pasa a través de ambos filtros, el filtro de flujo total y el filtro en derivación. Este acercamiento se da a conocer en la patente Estadounidense 6.478.958, de Beard y otros, que está concedida a los cesionarios de la presente invención.

Aunque los filtros anteriores, que utilizan tubos Venturi para arrastrar un pequeño porcentaje del fluido total que se está filtrando a través de un filtro en derivación de alta eficiencia, generalmente funcionan bien para su propósito ideado, se han observado ciertos problemas. En cada pasada del fluido a través del filtro sólo un pequeño porcentaje del flujo de fluido total se dirige a través del filtro en derivación de alta eficiencia. Por lo tanto, puede pasar tiempo antes de que todo el fluido pase a través del filtro en derivación. Tales filtros a menudo presentan una

resistencia bastante elevada al flujo de fluido a través del filtro durante la operación de arranque en frío. Se ha observado que el medio contenido en dichos filtros tiende a capturar las partículas contaminantes de manera no uniforme, lo que tiende a reducir la cantidad de contaminante que el filtro puede eliminar y retener, antes de que la caída de presión a través del aparato de filtro aumente hasta un punto en el que deba reemplazarse el filtro. La complejidad de tales filtros también tiende a elevar de manera no deseada el coste de producción y el precio del aparato de filtro.

El documento US 5.904.357 da a conocer un aparato de filtro de fluido que comprende: una carcasa que define un extremo abierto; un filtro dispuesto dentro de la carcasa; y un aparato de placa base fijado de manera operativa entre el extremo abierto de la carcasa y el filtro, para posicionar el filtro dentro de la carcasa, adaptar el aparato de filtro para la fijación por enroscado a una estructura de montaje de filtro, y definir una entrada de filtro del aparato de filtro, incluyendo el aparato de placa base: una placa base que tiene una pared anular imperforada que define un borde superior y un borde inferior de la placa base, estando el borde superior de la placa base unido operativamente al extremo abierto de la carcasa de filtro.

Por lo tanto, resulta deseable proporcionar un aparato y un procedimiento de filtración de fluido mejorados que superen una o más de las limitaciones anteriormente mencionadas, u otras limitaciones, problemas, o deficiencias de los filtros de la técnica anterior del tipo al que hace referencia la invención.

Este objetivo se consigue mediante un aparato de filtro de fluido de acuerdo con la reivindicación 1.

Realizaciones ventajosas adicionales son el objeto de las reivindicaciones adjuntas.

Un aparato de filtro, de acuerdo con la invención, incluye un aparato de placa base y separador fijado operativamente entre el extremo abierto de la carcasa y la placa extrema superior del filtro en derivación, para posicionar los filtros en derivación y de flujo total dentro de la carcasa, adaptando el aparato de filtro para su fijación por enroscado en una estructura de montaje de filtro, y que define una entrada de filtro del aparato de filtro. La placa base puede incluir una pared anular que define un borde superior y un borde inferior de la placa base, estando unido el borde superior de la placa base al extremo abierto de la carcasa de filtro. El separador puede incluir una pared anular que define unos extremos superior e inferior del separador, extendiéndose el separador entre el borde inferior... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de filtro de fluido, que comprende:

una carcasa (12) que define un extremo abierto; un filtro (14, 16) dispuesto dentro de la carcasa (12); y

un aparato de placa base (20) fijado operativamente entre el extremo abierto (32) de la carcasa y el filtro, para posicionar el filtro dentro de la carcasa, que adapta el aparato de filtro para la fijación por rosca en una estructura de montaje de filtro, y que define una entrada de filtro del aparato de filtro, incluyendo el aparato de placa base:

una placa base (92) que tiene una pared anular imperforada (94) que define un borde superior (96) y un borde inferior (98) de la placa base, estando el borde superior de la placa base unido operativamente al extremo abierto de la carcasa de filtro; caracterizado porque el aparato de placa base comprende;

un separador (75) que incluye una pared anular (108) que define unos extremos superior e inferior (110, 112) del separador, extendiéndose el separador entre el borde inferior (98) de la placa base (92) y el filtro (14),

definiendo la pared anular (108) del separador (75) una pluralidad de conductos de flujo de entrada (122) entre los extremos superior e inferior (110, 112) del separador, para proporcionar una comunicación fluida entre las superficies interior y exterior de la placa base (92) y el separador (75) y que, en combinación, definen una entrada de filtro;

estando configurados el extremo superior (110) del separador y el borde inferior (98) de la placa base para formar unas superficies coincidentes (114, 116) correspondientes, que evitan que el fluido fluya entre el borde inferior (98) de la placa base y el extremo superior (110) del separador, estando fijado el extremo inferior (112) del separador (75) a la placa extrema superior (70) del filtro (14), y definiendo una brida anular (118) que sobresale hacia una copa anular (72) de la placa extrema superior (70) para retener un sello de salida (24) dentro de la copa anular (72), formando la brida anular (118) un agujero (120) en el extremo inferior (112) del separador (75), para el paso a través del mismo de un tubo de salida (76) de un adaptador de montaje de filtro (78).

2. El filtro de la reivindicación 1, en el cual el separador (75) está apretado contra la placa base (92) por un muelle (28), conectado operativamente a la carcasa.

3. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la placa base (92) incluye una primera sección de pared (100), una segunda sección de pared (102) y una tercera sección de pared (103).

4. El filtro de la reivindicación 3, en el cual el borde superior (96) de la placa base (92) tiene un diámetro exterior.

5. El filtro de la reivindicación 4, en el cual la carcasa (12) incluye una pared lateral (34), la pared lateral incluye un diámetro interior, el diámetro exterior de la placa base (92) es generalmente igual al diámetro interior de la pared lateral (34).

6. El filtro de la reivindicación 4, en el cual la segunda sección de pared (102) incluye una superficie interior con un diámetro menor que el diámetro exterior del borde superior (96).

7. El filtro de la reivindicación 3, en el cual la segunda sección de pared (102) incluye una rosca (104).

8. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual las superficies coincidentes (114, 116) son continuas.

9. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la placa base (92) se une a la carcasa (12) formando el extremo abierto (32) de la carcasa sobre el borde superior (96) de la placa base.

10. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el extremo inferior (112) del separador incluye una brida anular (118).

11. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los conductos de flujo (122) están separados circunferencialmente.

12. El filtro de una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los conductos de flujo (122) son agujeros.

13. El filtro de la reivindicación 12, en el cual los conductos de flujo (122) son circulares.